CN218667450U - 一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，包括桩靴以及固定连接在桩靴顶端的桩腿；桩靴的顶板和底板上各对应地布置三圈冲桩孔。所有的冲桩孔的内、外侧均连接一根喷射管和一个喷嘴，每根喷射管的进水口均与一个高压球阀的出水口法兰连接，每个高压球阀的进水口法兰依次与位于桩靴内的多段通过法兰连接的冲桩支管连接，最后一段冲桩支管的进水端也通过法兰与桩靴冲桩管的出水端连接，桩靴冲桩管的进水端与桩腿冲桩支管的出水端连接，每根桩腿冲桩支管的进水端通过上游球阀与桩腿冲桩总管的出水端连接，桩腿冲桩总管的进水端通过冲桩软管与船上的冲桩泵组的出水管连接。本实用新型能在不需要进船坞的情况下有效的进行冲桩管路的疏通。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构。
背景技术
自升式风电安装船在海上风场施工作业时，需要先将桩腿插入海床泥面以下，再利用抬升系统将船体抬离水面，从而形成稳定的施工作业平台。一个机位的风电安装完成后，需要将桩腿拔出海床泥面，回收至船体，然后航行进入下一个机位。我国海上风场的地质条件复杂，如何在风场内实现安装船的桩腿有效、安全地插拔是影响施工的关键。
我国南方的海上风电场如江苏和广东施工区域存在大量软粘土地基，海床浅部地基的承载力很低，为满足作业需求，自升式风电安装船作业时，往往需要将带桩靴的桩腿插入一定的深度以满足承载力的需求，而桩腿插入的深度又是桩腿上拔时上拔阻力的最大影响因素。在以往的国内工程实践中经常出现由于桩腿入泥深度过深，上拔阻力超过船体的极限拔桩能力而导致桩腿上拔困难的情况。
根据目前的理论研究和工程实际应用，在软粘土地基中桩腿上拔所需的力有相当一部分来自于桩靴与土体之间的吸附力，往往远大于船体的极限拔桩能力，如果不采用一定的冲桩措施，拔桩几乎是不能实现的。针对该问题国内现有的自升式风电安装船基本上都配备了冲桩系统，即借助高压水的冲切降低桩腿的上拔阻力。但在实际应用中，仍出现各种问题。例如船舶在深厚软粘土地质的海域作业，桩腿入泥较深，施工作业过程中泥沙倒灌到冲桩喷嘴中，造成冲桩喷嘴堵塞，使冲桩系统失效，船体拔桩困难的情况。而冲桩管路的疏通需要船舶进坞，而且目前国内平台冲桩管路都是焊接，疏通时需要将管路切割开，再利用高压水反冲洗，疏通完成后重新预制管件进行装配，效率低且不安全，采取这种疏通措施不仅费用高昂且效果不好，还对施工效率和设备操作的安全性造成较大的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，它能在不需要进船坞的情况下有效的进行冲桩管路的疏通。
本实用新型的目的是这样实现的：一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，包括桩靴以及固定连接在桩靴顶端的等边三角形空间桁架式桩腿；所述桩靴的外壳由顶板、底板及侧围板构成；所述顶板和底板上各自布置多个冲桩孔，其中，
每个冲桩孔的外侧均连接一个喷嘴，每个冲桩孔的内侧均连接一根喷射管，每根喷射管的进水口均与一个高压球阀的出水口法兰连接，每个高压球阀的进水口法兰依次与位于桩靴内的多段通过法兰连接的冲桩支管连接，最后一段冲桩支管的进水端也通过法兰与位于桩靴内的桩靴冲桩管的出水端连接，桩靴冲桩管的进水端与位于桩靴外的桩腿冲桩支管的出水端连接，每根桩腿冲桩支管的进水端通过上游球阀与桩腿冲桩总管的出水端连接，桩腿冲桩总管的进水端冲桩软管与船上的冲桩泵组的出水管连接。
上述的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，其中，所述桩靴的平面投影呈矩形，且桩靴的一对短边的对称轴与桩架的平面投影的一个顶角的角平分线重合；所述顶板上的多个冲桩孔设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、中圆和外圆上；所述内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组3个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、97.5°和132.5°的内圆上；所述中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°、67.5°、112.5°和157.5°的中圆上；所述外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组5个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角为27.5°、67.5°、87.5°、112.5°和132.5°的外圆上；
所述底板上的多个冲桩孔设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、次内圆、中圆、次外圆和外圆上；所述内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、67.5°、112.5°、和157.5°的内圆上；所述次内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°和157.5°的次内圆上；所述中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角80.5°和99.5°的中圆上；所述次外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角42.5°和137.5°的次外圆上；所述外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角62.5°和117.5°的外圆上。
本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构具有以下特点：通过在冲桩管路的最下游增加高压球阀，并将桩靴内的冲桩支管通过法兰连接，挡冲桩管路堵塞后，先关闭高压球阀，可以在不需要进船坞的情况下进入桩靴内，通过拆卸连接多段冲桩支管的法兰进行冲桩管路的疏通，疏通完毕后再进行多段冲桩支管的连接，能大大增加疏通效率，并且还能大大降低疏通成本，有效减小桩靴上拔时的支腿上拔阻力，提高拔桩效率。
附图说明
图1是本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构的结构示意图；
图2是本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构中的桩靴的顶板上的冲桩孔的布置图；
图3是本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构中的桩靴的底板上的冲桩孔的布置图；
图4是图3中的A部位的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1至图4，本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，包括桩靴100以及固定连接在桩靴100顶端的等边三角形空间桁架式桩腿200；桩靴100的平面投影呈矩形，且桩靴100的一对短边的对称轴与桩架200的平面投影的一个顶角的角平分线重合；桩靴100的外壳由顶板101、底板102及侧围板103构成；顶板101和底板102上各自布置多个冲桩孔300。
顶板101上的多个冲桩孔300设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、中圆和外圆上；内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组3个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、97.5°和132.5°的内圆上；中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°、67.5°、112.5°和157.5°的中圆上；外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组5个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角为27.5°、67.5°、87.5°、112.5°和132.5°的外圆上(见图2)；
底板102上的多个冲桩孔设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、次内圆、中圆、次外圆和外圆上；内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、67.5°、112.5°、和157.5°的内圆上；次内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°和157.5°的次内圆上；中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角80.5°和99.5°的中圆上；次外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角42.5°和137.5°的次外圆上；外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角62.5°和117.5°的外圆上(见图3)。
每个冲桩孔300的外侧均连接一个喷嘴30，每个冲桩孔300的内侧均连接一根喷射管31(见图4)，每根喷射管31的进水口均与一个高压球阀32的出水口法兰连接，每个高压球阀32的进水口法兰依次与位于桩靴100内的多段冲桩支管33连接，多段冲桩支管33也通过法兰连接，最后一段冲桩支管33的进水端也通过法兰与位于桩靴100内的桩靴冲桩管34的出水端连接，桩靴冲桩管34的进水端通过上游球阀35与位于桩靴外的桩腿冲桩管36的出水端连接，每根桩腿冲桩管36的进水端通过快接接头与冲桩软管的出水端连接，冲桩软管的进水端与船体机舱内的冲桩泵组的出水管连接。
本实用新型的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，在正常拔桩情况下，下游高压球阀32和上游球阀36常开，通过船体机舱内的冲桩泵组依次通过冲桩软管、桩腿冲桩总管37、桩腿冲桩支管35、桩靴冲桩管34和冲桩支管33将水通过桩靴100的顶板101和底板102上的喷嘴30喷出；当喷嘴30被软粘土堵住，造成拔桩困难时，通过关闭下游高压球阀32，防止桩靴100外部的水流入桩靴，然后通过拆卸冲桩支管33上的法兰进行疏通；具体操作时，可以通过桩靴冲桩管34的进水端的上游球阀35的开闭和冲桩泵组的出口的压力表显示，判断桩靴100的顶板101和底板102上的喷嘴30的堵塞情况，有针对性的开展拆检工作。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (2)
1.一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，包括桩靴以及固定连接在桩靴顶端的等边三角形空间桁架式桩腿；所述桩靴的外壳由顶板、底板及侧围板构成；所述顶板和底板上各自布置多个冲桩孔，其特征在于，
每个冲桩孔的外侧均连接一个喷嘴，每个冲桩孔的内侧均连接一根喷射管，每根喷射管的进水口均与一个高压球阀的出水口法兰连接，每个高压球阀的进水口法兰依次与位于桩靴内的多段通过法兰连接的冲桩支管连接，最后一段冲桩支管的进水端也通过法兰与位于桩靴内的桩靴冲桩管的出水端连接，桩靴冲桩管的进水端与位于桩靴外的桩腿冲桩支管的出水端连接，每根桩腿冲桩支管的进水端通过上游球阀与桩腿冲桩总管的出水端连接，桩腿冲桩总管的进水端冲桩软管与船上的冲桩泵组的出水管连接。
2.根据权利要求1所述的自升式风电安装船的桩靴冲桩结构，其特征在于，所述桩靴的平面投影呈矩形，且桩靴的一对短边的对称轴与桩架的平面投影的一个顶角的角平分线重合；所述顶板上的多个冲桩孔设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、中圆和外圆上；所述内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组3个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、97.5°和132.5°的内圆上；所述中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°、67.5°、112.5°和157.5°的中圆上；所述外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组5个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角为27.5°、67.5°、87.5°、112.5°和132.5°的外圆上；
所述底板上的多个冲桩孔设在以桩靴的平面中心为圆心的内圆、次内圆、中圆、次外圆和外圆上；所述内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组4个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴的夹角为22.5°、67.5°、112.5°、和157.5°的内圆上；所述次内圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角22.5°和157.5°的次内圆上；所述中圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角80.5°和99.5°的中圆上；所述次外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角42.5°和137.5°的次外圆上；所述外圆上的冲桩孔有两组并对称地布置在桩靴的一对短边的对称轴的两侧，每组2个冲桩孔一一回应地设在与桩靴的一对短边的对称轴夹角62.5°和117.5°的外圆上。
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